医学统计设计复习整理

统计设计复习整理本学期这门课可以看做由以下知识结构组成：基本概念。包括因素（因子X水平、处理、研究因素与混杂因素、混杂因素的处理、试验指标的选取、指标的连续性与不连续性、试验设计类型、误差及误差的控制、试验设计的基本原则等。实验设计。包括完全随机设计（又称成组设计或平行组设计）、配对设计（延伸：随机区组设计［单向］、拉丁方设计［双向］）、析因设计（响应曲面设计X交叉设计、正交设计、嵌套设计和裂区设计。质量控制。混杂因素与协变量分析。在学习一项实验设计中，我们应该思考以下问题：该实验设计适用于怎样的研究或资料？即:你是根据怎样的考虑与权衡选择该实验设计的？关键性因素是什么？有哪些基本概念需要牢记？基本概念中哪些是阐述了该实验设计的特点？将对象采用怎样的随机化方法？整理成怎样的数据形式？选择怎样的分析方法？分析结论如何下？以怎样的形式呈现分析结果较好？（图？表？）如何正确应用？总览图区组控制单因素多因素不控制完全随机设计析因设计单向区组控制配对■设计随机区组设计裂区设计（重复区如）双向区组控制拉丁方设计吏叉设计（重复拉丁方）裂区设计（重复拉丁方）三向区组控制希盼拉丁方设计不完全设计平衡不完全区组设计不完全拉丁方设计不完全交叉设计正交设计均匀设计简答题整理简述研究设计的作用合理安排试验因素，提高研究质量。如规定实验组的条件，配置适当的对照组，选择研究方法等。控制误差，使研究结果保持较好的稳定性。如对混杂因素的处理，对不同来源变异的分析，维护必要的均衡性等。通过较少的观察例数，获取尽可能丰富的信息。如采用定量指标，选择线性或非线性回归分析，为使用高效率设计创造条件等。什么是混杂因素？对混杂因素应如何处理？与研究因素和疾病均有关，而且在各比较组人群中分布不均，可以掩盖或夸大研究因素与疾病之间真正联系的因素。处理混杂：设计阶段：随机化（分层随机化、动态随机化）、限制、匹配（个体匹配与频数匹配）分析阶段：标准化、分层分析、多因素回归、倾向性得分研究设计哪三个要素？因素、对象、效应研究设计哪三个原则？随机（客观性）、对照（均衡性）、重复（可靠性）谈谈对指标选择的认识。客观指标与主观指标尽可能采用客观指标定量指标与定性指标尽可能采用定量指标指标的连续性与非连续性定量指标尽可能不分段什么是随机化？在整个研究设计和实施过程中如何体现随机化？机会均等如何体现：抽样随机（代表性X分组随机（尽可能均衡X顺序随机（平衡试验顺序的影响）为什么随机化重要？随机化是统计分析的基础；是避免偏性的重要技术方法之一；随机化可以使各对比组间在大量不可控制的非研究因素（已知的和未知的）分布方面尽量保持均衡一致；随机化应贯穿于研究设计和实施的全过程。对照组的作用？哪些基本要求？对照组的作用：衬托处理因素的作用。基本要求：对等、同步、专设重复体现在哪些方面？整个实验的重复、测量的重复、个体重复（样本量）影响样本含量有哪些因素？数据的种类个体的变异组间的差别

指标间的相关程度设计方法各组例数的分配I型错误和II型错误研究的质量完全随机设计与区组设计的区别？析因设计与正交设计的联系与区别？交叉设计与平行组设计、配对设计的联系与区别?样本含量估计两均数比较时的样本含量估计（两组相等）n=2b（u+u）两均数比较时的样本含量估计（两组不等）n=2(11)n+n=—+――12〔Q1Q1,Q2>0，两个率比较时样本含量的估计;（，疽upH一四Q1,Q2>0，两个率比较时样本含量的估计12Q1+"(u+u)2p(1一p)n=n=2C_12(p1-p「2np+npp=1122Cn+n相关与回归分析时的样本含量估计n="a；2+"J+3完全随机设计（成组设计、平行组设计）基本概念将同质的实验对象随机分配到处理组随机化方法将同质研究对象按设计的分组概率分配到各处理组分析方法的选择定量资料：满足正态性和方差齐性：两样本均数比较的t检验、单因素方差分析偏态或方差不齐：变量变换、非参数统计（Wilcoxon成组秩和检验、Kruskal-WallisH检验）等级资料：Wilcoxon成组秩和检验定性资料：X2检验正确应用1）应用最广泛2）可以不平衡3）同质性差时，会造成组间不均衡4）严格遵循随机化原则可以在一定程度上提高组间均衡性5）当处理组数大于2时，组间比较需考虑多重比较问题配对设计paireddesign基本概念法则：可影响研究结果的非处理因素性质相近、同质性好目的：减少抽样误差，提高检验效能形式：异体配对：动物实验中临床试验中人群试验中Q：和随机化的关系？A：先将性质相近同质性好的受试者配成一对，再用随机化方法将受试者分配到处理组和对照组去。（即分组随机化）自体配对：一分为二，不同处理自身前后配对（时间）----前后测量设计（属重复测量设计）自身左右配对适用对象（不采用完全随机设计的原因）：受试对象同质性差；（采用完全可能造成组间不均衡一＞抽样误差大一＞检验效能低）随机分组方法配对一＞随机分到处理组或对照组分析方法选择定量资料：对子内差值满足正态性：配对t检验不满足：变量变换或非参数wilcoxon符号秩和检验等级资料：wilcoxon符号秩和检验定性资料：McNemar’s配对X2检验/必要时，确切概率法正确应用1）个体间同质性交差时，使用配对设计能提高检验效能2）成败取决于对子中两个个体的同质性或相关性配对设计中标准误的大小取决于相关系数r.R>0,配对设计sd.err小于完全sd.errR<0,配对则大于完全，即配对失败R->0,配对欠佳，虽和完全差不多，但完全的自由度高于配对—>检验效能更高。3）自身前后配对：观察时间不能太长.若个体基线相差悬殊，则用相对差值的总体均数是否为0进行分析：变化率［（处理前-处理后）/处理前］自身左右配对：各作用是局部的异体配对：对实验效应有影响的非研究因素包括在配对之内4）尽可能避免缺失5）合理设置配对条件随机区组设计（简称：区组设计，又称:配伍组设计）基本概念思想：将性质相近的k个实验单位组成1个区组（block），将区组中的k个个体随机分配到k个不同的处理组中去。目的：提高各处理组之间的可比性和均衡性，降低随机误差的估计值，提高检验效能Q：Howtodo?A:当实验对象存在异质性，但部分实验对象同质性较好时，若采用完全随机设计，相应的方差分析不能将这种异质性从总变异中分离，只能视为随机误差部分，从而使方差分析中的随机误差被高估，检验效能降低。联系：当处理组数只有两组时（k=2），随机区组设计等价于配对设计。随机分组方法区组内随机：同一组内同质性较好的个体随机分配到不同处理组。分析方法选择定量资料：两因素方差分析（two-wayANOVA）变异分解：总变异=组间变异+区组间变异+误差两两比较：q检验或q’检验等级资料：FriedmanM检验或秩变换检验定性资料：采用logistic回归模型或对数线性模型正确应用1）同一区组内个体应达到同质2）可结合回归获取更丰富的信息3）在缺失风险较高的研究中，可以考虑同一实验单元适当增加重复次数4）在同质实验单元数少于处理组数时，可以考虑采用平衡不完全区组设计拉丁方设计基本概念思想：双向区组设计，可安排1个研究因素和2个区组因素。形式：r个拉丁字母组成r*r方阵。行和列安排区组控制因素，方内字母安排处理因素。每个字母在各行、列中只出现1次。随机化方法分别对行区组因素、列区组因素和处理因素的不同水平分别进行随机排列，根据随机排列的结果顺序安排到基本拉丁方分别对基本拉丁方的行、列、字母进行随机排列Q:字母随机怎么操作的？分析方法选择定量资料：3因素方差分析变异分解：总变异=行区组变异+列区组变异+处理组间变异+误差等级资料：秩变换检验、有序结果变量的累积优势logistic回归定性资料：二分类、多分类结果变量的logistic回归正确应用1）拉丁方设计要求行区组内个体在行因素上同质，列区组内个体在列因素上同质2）若有3个干扰因素，采用希腊-拉丁方设计，行、列、希腊字母对应3个区组因素，英文字母对应处理因素3）拉丁方及希腊-拉丁方设计所需样本含量较少，因此要求观察指标的个体变异及实验误差不太大（相对于处理效应）。如不满足，每个实验单元必须重复，增加样本含量，降低抽样误差。4）各类区组设计资料不可分析交互作用5）尽量不缺失数据6）若区组的个体数少于处理组，采用不完全技术：尤登方设计析因设计基本概念目的：同时了解多个处理因素的效应，既研究各处理因素的主效应，又关心各处理因素间的交互作用。优点：具全面性和均衡性：因为对各因素不同水平的全部组合进行实验能找出各因素各水平见的最佳组合：因为可以得到各因素不同水平的效应大小及各因素间的交互作用与1次研究1个因素的实验设计方法比较，具有更高的效率主效应：指该因素在其他各因素不同水平组合时效应的平均。交互效应：某一因素水平的变化，所导致的结果变量的改变，受另一因素的影响。mA-m0=mAB-mB或mB-m0=mAB-mA表明AB无交互作用随机分组方法先列出各处理因素不同水平的所有组合，再将受试对象随机分配到各处理组。分析方法选择定量资料：多因素方差分析变异分解：总变异=各因素的主效应+各因素间所有可能的交互作用+误差等级资料：秩变换检验、有序结果的logistic回归定性资料：二分类或多分类结果的logistic回归正确应用1）类似于完全设计，析因设计各处理组也需要同步平行进行2）样本含量可以不平衡，但平衡时设计效率最高3）若某一因素的主效应无统计学意义，而该因素与另外一个因素的交互作用有统计学意义时，不能简单地认为该因素的各水平间差异无统计学意义，而是要在另一个因素的不同水平上解释该因素的效应4）处理组数时各因素水平数的乘积5）交互作用的解释非常重要。平均响应图可以用来识别交互作用的模式，有助于对结果的解释。高阶交互作用往往比较复杂，解释起来比较困难，故实际工作中只考虑1阶和2阶交互作用。交叉设计基本概念思想：指按事先设计好的实验次序，在各个阶段对实验对象逐一实施各种处理，以比较各处理组间效应的差异。综合自身比较与组间比较。准备期：停药期不同阶段的处理：按事先设计好的试验顺序，依次在各个试验时期施加相应的处理洗脱期：保证前后不受干扰携带效应：又称延滞效应优点：与平行组比，对受试对象进行自身配对，提高了同质性，节省样本含量，增加检验效能；与配对设计相比，考虑了顺序。随机化方法顺序的随机：拉丁方实验对象的随机分组：对实验对象分到哪个顺序组进行随机分析方法定量资料：方差分析变异分解：总变异=个体间变异+个体内变异个体间变异=顺序变异（携带效应）+个体间残差个体内变异=处理效应+阶段效应+个体内残差（误差）PS.对用药顺序进行检验时（携带效应），F顺序林顺序/MS个体顺序个体间是否有差异，是与误差比较正确应用1）适用范围与自身配对设计相同，要对实验顺序进行随机，并且每个实验对象需按照完全随机方法分配到各顺序组。2）处理因素必须没有携带效应，处理间应有足够长的间歇期以洗脱携带效应。3）临床上适用于目前尚无特殊治疗